CC BY
40
с
SecnHue ИГ Коми НЦ УрО РАН, август, 2014 г., № 8
УДК 552.51:551.734(234.851)
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТИПОХИМИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ МОНАЦИТА ДЛЯ УСТАНОВЛЕНИЯ СТРАТИГРАФИЧЕСКОЙ ПРИНАДЛЕЖНОСТИ ТЕРРИТЕННЫХ ПОРОД ХР. САБЛЯ (ПРИПОЛЯРНЫЙ УРАЛ]
Н. Ю. Никулова, В. Н. Филиппов, И. В. Швецова
Институт геологии Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар nikulova@geo.komisc.ru
В результате литологического, геохимического и минералогического изучения установлена принадлежность палеонтологически неохарактеризованных грубообломочных пород в зоне контакта фундамент/чехол на хр. Сабля к тель-посской свите нижнего ордовика. Выявленные с помощью микрозондовых исследований морфологические и химические особенности монацита позволили использовать его в качестве важного минералогического критерия при выяснении стратиграфической принадлежности проблематичной толщи.
Ключевые слова: гравелит, гранит, монацит, биотит, акцессорные минералы.
USING MONACITE TYPOCHEMICAL FEATURES TO DETERMINE STRATIGRAPHIC CONFINEMENT OF TERRIGENOUS ROCKS OF THE SABLYA RIDGE (SUBPOLAR URALS]
N. Yu. Nikulova, V. N. Philippov, I. V. Shvetsova
Institute of Geology of Komi Science Center of Ural Branch of Russian Academy of Sciences, Syktyvkar
The lithological, geochemical and mineralogical studies resulted in confinement of paleontologically non-characterized coarse rocks in the basement/cover contact zone in the Sablya Ridge to Lower Ordovician telposskaya series. The morphological and chemical features of monacite, determined with the help of microprobe studies, allowed using it as an important mineralogical criterion to determine stratigraphic confinement of problematic rocks.
Keywords: gravelite, granite, monacite, biotite, accessory minerals.
Монацит — достаточно распространенный акцессорный минерал, известный на Приполярном Урале в породах различного возраста и происхождения, хорошо изученный и широко применяемый для геохронологических исследований жильных и магматических пород. Монациту из палеозойских терригенных пород уделено меньшее внимание, хотя вариации состава этого минерала могут использоваться в качестве индикаторных для установления источников поступления РЗЭ и способов образования и
локализации РЗЭ-минерализации при оценке металлогенической перспективности терригенных толщ. Закономерные изменения химического состава монацита позволяют использовать его при реконструкции условий седиментогенеза, объяснения механизмов постседиментационных процессов и пространственного распределения минеральных проявлений [1, 8—10].
Изученный монацит обнаружен в метаморфизованных гравелитах в зоне контакта фундамент/чехол в се-
верной части хр. Сабля (Приполярный Урал). Грубообломочные толщи в западной части Ляпинского анти-клинория различаются по возрасту и генезису и могут быть: морскими — хобеинская (КР3 ЬЪ) или тельпосская (01П) свиты, континентальными — орогенная моласса лаптопайской (У2 —611р) свиты или внутриформаци-онными образованиями в составе вулканогенного комплекса пород сабле-горской (^—У^Ъ) свиты [6, 7, 11]. В целом изученность территории Саб-линского хребта соответствует уровню
Vestnk IG Komi SC UB RAS, August, 2014, No 8
начала 60-х годов XX века. Позднее авторы проводившихся в районе тематических исследований в соответствии со своими представлениями относили обломочные толщи к тем или иным стратиграфическим подразделениям. Неоднозначность трактовки генезиса и стратиграфической принадлежности обломочной толщи, перспективной на обнаружение редкоземельной и благороднометалль-ной минерализации, определила необходимость ее литолого-геохимиче-ского и минералогического изучения. При отсутствии прямых структурно-геологических и биостратиграфических данных монацит в качестве минерала-индикатора состава материнских пород и физико-химических условий осадочного породообразования может быть использован для обоснования стратиграфического положения терригенной толщи.
Содержащий монацит серовато-вишневый гравелит сложен обломками размером 2—5 мм, погруженными в тонко-мелкопсаммитовый (0.05— 0.25 мм) кварцевый заполнитель. Гравийные зерна представлены преимущественно кварцем, реже встречается тонкозернистый кварцитопесча-ник и очень редко — мелкозернистая полевошпат-кварцевая порода. В мат-риксе содержатся единичные зерна циркона, апатита, турмалина, гематита и карбоната. По результатам нормативного минерального пересчета химического анализа в составе гравелитов преобладает кварц (85.9 %), присутствуют мусковит (6.4 %), кислый (№ 10) плагиоклаз (2.9 %), хлорит
(2.2 %), гематит (1.6 %), магнезит (0.3 %) и ильменит (0.2 %). По данным минералогического анализа, среди акцессорных минералов омечаются также рутил, лейкоксен, эпидот, магнетит и пирит. По составу породообразующих и акцессорных минералов и микроструктурным особенностям изученные гравелиты аналогичны гравелитам тельпосской свиты, опи- Рис. 1. Кристалл монацита с включениями слюды и квар-санным в различных рай- ца и отпечатками включений, обр. 102501-4. Цифрами онах Приполярного Ура- показаны точки, в которых проведены замеры: 1—3 — ла [4, 5]. Важным свиде- монацит (табл. 1), 4 — 8Ю2 100 мас. %; 5 — А1203 19.0, тельством принадлежно- 8Ю2 57-49, Кг° 4-0, ре2°з 17-6 мас- %
сти их к тельпосской свите, а не сход- Ш2°3 весьма существенна во всех об-
ным по петрографическому составу породам фундамента служат выявленные морфологические и структурно-химические особенности монацита.
Монацит представлен слабоока-танными и неокатанными желто-коричневыми призматическими кристаллами и зернами, сложенными пластинчатыми субиндивидами с микровключениями кварца и биотита (рис. 1) и в сростках с последним.
Изученные монациты характеризуются непостоянным составом, не содержат тория или содержат его в незначительных количествах (табл. 1).
Содержание Ьа2°3 в различных частях одного зерна изменяется практически в 2 раза (обр. 102501-1), в остальных случаях незначительно. Количество Се2°3 находится в пределах 30.58—34.23 мас. %. Примесь неодима
разцах (8.85—15.33 мас. %). В монаците с максимальным содержанием Мё2°3 обнаружено также 1.64 мас. % Зш2°3. Торий установлен в одном образце, также имеющем неоднородное строение.
В спектре лантаноидов прослеживается обратная зависимость в содержании Ьа2°3 и Мё2°3 (табл. 2, рис. 2). По соотношению главных минерало-образующих элементов они соответствуют Се-Ьа-монациту и один состав — Мё — монациту (табл. 2, рис. 3). Соотношение Се : Ьа : Мё в спектре лантаноидов отражает значительное преобладание церия над лантаном и неодимом и позволяет количественно оценить корреляционную зависимость второстепенных элементов.
По составу изученные нами монациты соответствуют ранней генера-
Таблица 1
Химический состав монацитов*, мае. %
№ обр. № точки р2о5 СаО La203 Се203 Рг203 Nd203 Sm203 Th02 Расчетная формула монацита
102501-1 1 34.63 0.78 12.12 31.84 3.66 15.33 1.64 — (Ceo,43Ndo,2oLao. i бРго.о5Сао.оз8то,о2)о.89 Р i ,0704
2 29.60 — 23.26 33.63 3.46 9.59 — — (Се0,49 La0,34 Ndo.nPr 0,05)1.01 Р0.99О4
102501-2 1 35.60 0.57 19.38 30.74 2.22 10.12 — — (Ceo,4i Lao,26 Ndo.13 Рг о,озСао,о2)о,85 Р1ДОО4
2 35.48 _ 17.86 30.58 2.88 10.30 _ _ (Ceo,4i Lao.24 Ndo.i4Pr 0.04)0.82 P1.10O4
102501-3 1 30.75 — 23.28 32.73 4.10 9.14 — — (Ceo,47 Ьао.зз Ndo.n Рг о,об)о,98 Pi,oi04
2 31.16 — 24.62 33.23 2.14 8.85 — — (Ce0,47 La0,35 Ndo.^Pr 0,03)0,97 Pi,02O4
102501-4 1 37.23 _ 18.66 32.40 1.15 9.46 _ 1.10 (Ceo,42 Lao.24 Ndo.^Pr o.oiTh0.oi)o.8o P1.11O4
2 27.96 _ 20.50 33.89 3.79 13.11 _ _ (Ceo,5i Lao.31 Ndo.igPr 0.06)1,06 Ро,9бС>4
3 30.04 — 21.40 34.23 2.18 10.04 — 2.11 (Ceo.49 Lao,3i Ndo.^Pr о,озТЬ0.о2)о,98 Pi,oo04
'Монациты изучались с помощью сканирующего электронного микроскопа JSM—6400 с энергетическим рентгеновским спектрометром Link.
"ёесжНкк. ИГ Коми НЦ УрО РАН, август, 2014 г., № 8
М203 тио
Рис. 2. Распределение оксидов РЗЭ в монаците
Рис. 3. Диаграмма Се — Ьа — №
ции гранитных монацитов, включенных в биотит и калиевый полевой шпат [3], для которых характерно отсутствие редких земель иттриевой группы, относительно постоянное содержание церия и колебание содержаний примесей. Составы исследованных нами зерен значительно отличаются от известных в регионе монацитов метаморфогенной генерации, содержащихся в породах фундамента или переотложенных из них [1, 5, 9— 13], а также от гидротермальных [2, 8] по соотношению основных элементов и составу примесей. Все изученные монациты содержат включения син-генетичного с ними биотита: А^03 — 27.71—40.18, 8Ю2 — 33.83—61.63, К20 — 7.56—9.28, Бе203 — 2.12—3.06 мас. %. Присутствие на поверхности зерен монацита включений неустойчивого к выветриванию биотита является признаком близкого расположения источника терригенного материала. К востоку и западу от выходов
проблематичных гравелитов располагаются несколько некрупных интрузивных тел биотитовых гранитов саль-неро-маньхамбовского (уУ-6^1) комплекса. Сростки биотита с монацитом обнаружены и изучены О. В. Удорати-ной в шлифах из гранитов (устное сообщение). Нами проведены микро-зондовые исследования биотита, содержащего микровключения монацита из протолочной пробы гранита. Во всех случаях составы биотитов и монацитов, в том числе набор и соотношение микропримесей, одинаковы.
Таким образом, изученные породы! по литологическим особенностям, химическому и минеральному составу аналогичны тельпосским гравелитам сопредельных районов Приполярного Урала. Типохимические особенности монацитов, содержащих включения биотита, являются важным аргументом для отнесения гравелитовой толщи к тельпосской свите нижнего ордовика. Гравелиты унаследовали
Спектр лантаноидов в монацитах, мас. %
Таблица 2
№ обр. № точки Ьа Се Рг N(1 Се: Ьа: Ш
102501-1 1 18.76 49.30 5.70 23.73 2.54 2.63:1:0.79
2 33.26 48.08 4.95 13.71 - 1.73:1:0.49
102501-2 1 31.03 49.22 3.55 16.20 - 1.59:1:0.52
2 28.98 49.63 6.65 16.72 - 1.71:1:0.49
102501-3 1 33.62 47.26 5.92 13.20 - 1.40:1:0.39
2 35.76 48.27 3.11 12.86 - 1.28:1:0.34
102501-4 1 30.26 53.88 3.47 14.35 - 1.74:1:0.51
2 28.76 47.54 5.32 18.38 - 1.65:1:0.64
3 31.45 50.45 3.21 14.80 - 1.59:1:0.47
петрофонд подстилающих метаморфических пород фундамента, а также биотитовых гранитов сальнеро-мань-хамбовского (уУ-6^1) комплекса, не имеют геохимических и минералогических признаков присутствия материала коры выветривания и не содержат обломков допалеозойских пород и минералов, подвергшихся существенным гипергенным изменениям. Быстрая скорость погружения и близость береговой линии способствовали интенсивной дезинтеграции, размыву недавно образованных гранитных массивов, фракционированию и переотложению тяжелых акцессорных минералов. Последовавшие постдиагенетические изменения не привели к существенному изменению их внешнего облика и состава, что позволяет использовать особенности монацита в качестве минералогического критерия при установлении возраста палеонтологически не охарактеризованных терригенных толщ.
Работа выполнена при финансовой поддержке Программ фундаментальных исследований УрО РАН № 12-У-5-1008 «Редко - и благороднометалльная минерализация осадочного генезиса в нижнепалеозойских толщах севера Урала».
Литература
1. Козырева И. В., Юдович Я. Э, Швецова И. В., Кетрис М. П., Ефанова Л. ^.Глиноземистые породы Приполярного Урала. Екатеринбург: УрО РАН, 2003. 101 с.
2. Кунц А. Ф, Козырева И. В. Мона-цитовая минерализация Североуральс-ко-Тиманского региона // Минералогия Урала - 2007. Миасс: ИМин УрО РАН, 2007. С. 237—240.
3. Ляхович В. В. Акцессорные минералы, их генезис, состав, классифи-
^еИЙпк Ю Кот1 БО УБ ЯДв, Аидив^ 2014, N0 8
*
кация и индикаторные признаки. М.: Наука, 1968. 275 с.
4. Никулова Н. Ю. Литологический состав отложений базального горизонта уралид на г. Маяк (Приполярный Урал) // Литосфера. 2008. № 5. С. 113-116.
5. Никулова Н. Ю. Минералогические критерии золотоносного горизонта алькесвожской свиты на участке «Руины» (Приполярный Урал) // Литосфера. 2010. № 6. С. 105—110.
6. Пучков В. Н. Структурные связи Приполярного Урала и Русской платформы. Л.: Наука, 1975. 204 с.
7. Пучков В. Н. Геология Урала и Приуралья (актуальные вопросы стратиграфии, тектоники, геодинамики и металлогении). Уфа: ДизайнПолиграф-Сервис, 2010. 280 с.
8. Репина С. А. Фракционирование редких земель в индивидах и минеральных агрегатах // Структура и разнообразие минерального мира: Матер. меж-дунар. минер. семинара. Сыктывкар: ИГ Коми НЦ УрО РАН, 2008. С. 126—128.
9. Швецова И. В. Апатит и монацит в бокситоносных корах выветривания на Среднем Тимане // Минералы и минеральные месторождения Европейского Северо-Востока России. Сыктывкар, 1994. С. 93—101.
10. Швецова И. В., Козырева И. В., Никулова Н. Ю. Особенности фракционирования лантаноидов в монацитах как индикатор процессов минералооб-разования // Кристаллическое и твердое некристаллическое состояние минерального вещества: проблемы структурирования, упорядочения и эволюции структуры: Матер. минералогического семинара с междунар. участием. Сыктывкар: Геопринт, 2012. С. 209—211.
11. Фишман М. В. Геологическое строение и горные породы хребта Сабля (Приполярный Урал). Сыктывкар: Коми кн. изд-во, 1956. 83 с.
12. Хазов А. Ф. ЯЕЕ-минерализация в сланцах мороинской свиты как возможный фактор обогащения золотоносных кор выветривания редкими землями // Структура, вещество, история литосф еры Тимано -Североуральского сегмента: Информ. матер. 10-й науч. конф. Сыктывкар: Геопринт, 2001. С. 212—215.
13. Юшкин Н. П., Котов А. А. Черный монацит («куларит») Тимана // Минералогия рудоносных территорий Европейского Северо-Востока СССР. Сыктывкар, 1987. С. 58—68.
Рецензент д. г.-м. н. Г. А. Мизенс
Российская академия наук Уральское отделение Коми научный центр Институт геологии
23-я научная конференция «СТРУКТУРА, ВЕЩЕСТВО, ИСТОРИЯ ЛИТОСФЕРЫ ТИМАНО-СЕВЕРОУРАЛЬСКОГО СЕГМЕНТА» Сыктывкар, 25—27ноября 2014г.
Дорогие коллеги! Институт геологии Коми научного центра УрО РАН приглашает принять участие в 23-й научной конференции молодых ученых «Структура, вещество, история литосферы Тимано-Се-вероуральского сегмента», которая состоится 25—27 ноября 2014 г.
Программный комитет:
Асхабов Асхаб Магомедович — академик, председатель Президиума Коми НЦ УрО РАН
Бурцев Игорь Николаевич — к. г.-м. н., заместитель директора по научной работе ИГ Коми НЦ УрО РАН
Козырева Ирина Владимировна — к.г.- м.н., ученый секретарь ИГ Коми НЦ УрО РАН
Организационный комитет:
Антропова Евгения Викторовна — председатель Буравская Марина Николаевна — заместитель председателя Инкина Наталья Сергеевна — секретарь
Адрес конференции:
Институт геологии Коми НЦ УрО РАН
167982, Республика Коми, г. Сыктывкар, ул. Первомайская, 54 Тел. (8212) 44-70-45, 26-73-44; факс: (8212) 24-53-46, е-шаП: juventus@geo.komisc.ru
Основные даты: Приём заявок — до 24 октября Приём докладов — до 5 ноября
Заявки на участие и материалы докладов представляются в электронной версии и присылаются по электронной почте присоединенными файлами на адрес juventus@geo.komisc.ru
ТЕМАТИКА КОНФЕРЕНЦИИ ВКЛЮЧАЕТ В СЕБЯ ВСЕ ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯНАУК О ЗЕМЛЕ Принимаются доклады молодых ученых в возрасте до 35 лет включительно, независимо от наличия степени.
Каждый участник может представить один авторский доклад и быть соавтором другого доклада.
Планируется опубликование материалов конференции в виде сборника к началу конференции.
Представленные для опубликования материалы должны пройти научное редактирование (руководителем, заведующим подразделением). Материалы минерально-ресурсной тематики должны сопровождаться актом экспертизы.
Оргвзнос не предусмотрен.
Сайт конференции: http://geo.komisc.ru/75-iuHnews/konferentsii/230-mo12014
